二 鋼板
1 連續(xù)軋制和直接連接軋制
日本自1968年開發(fā)了森吉米爾式多輥軋機(jī)的全連續(xù)式串列式冷軋機(jī)(TCM)和1970年開發(fā)了四輥軋機(jī)的全連續(xù)式TCM以來，軋機(jī)的連續(xù)化已取得很大的進(jìn)展。目前日本國(guó)內(nèi)的主要軋機(jī)都實(shí)現(xiàn)了完全連續(xù)化。由于完全連續(xù)軋機(jī)的技術(shù)可以和軋機(jī)的上下工序連接，因此1986年其開發(fā)出了酸洗－TCM－連續(xù)退火成套設(shè)備。完全連續(xù)化的開發(fā)包括了軋制生產(chǎn)計(jì)劃可以隨意變化、穩(wěn)定焊接技術(shù)、帶材穩(wěn)定移動(dòng)技術(shù)、前進(jìn)方向可變裝置等。在冷軋的連續(xù)化之后，1996年首次在世界上開發(fā)出了熱軋的連續(xù)化技術(shù)。它是在粗軋結(jié)束后將前后軋材在進(jìn)入精軋機(jī)前進(jìn)行焊接，使精軋機(jī)在無切頭切尾的狀態(tài)下進(jìn)行無頭軋制的技術(shù)，解決了產(chǎn)品前后端部的質(zhì)量問題，同時(shí)使極薄鋼板和新材質(zhì)鋼板的生產(chǎn)技術(shù)變得有可能。
自1989年將50~100mm厚的薄板坯連鑄機(jī)和軋機(jī)直接連接的緊湊式軋機(jī)誕生以來，其建設(shè)數(shù)量逐年增加，目前在日本以外的國(guó)家中至少已建設(shè)了50套。緊湊式軋機(jī)的特征是設(shè)備投資少、交貨期短，可進(jìn)行沒有水冷滑軌造成黑印的等溫軋制，如果采用長(zhǎng)的板坯，還能進(jìn)行半無頭軋制，可以預(yù)計(jì)今后其應(yīng)用將越來越廣，同時(shí)能進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。另外，將來帶鋼連鑄機(jī)應(yīng)用的趨勢(shì)引人關(guān)注。
2 新型軋機(jī)
關(guān)于軋機(jī)輥距的控制，軋輥項(xiàng)彎裝置是關(guān)鍵。眾所周知，日本以20世紀(jì)70年代后期出現(xiàn)的六輥?zhàn)兯佘垯C(jī)(HC軋機(jī)、UC軋機(jī))為契機(jī)，開發(fā)了交叉輥薄板軋機(jī)(PC軋機(jī))、雙軸承座頂彎裝置(DC－WRB)、在小直徑工作輥上裝有側(cè)支撐輥的六輥FFC軋機(jī)、Z－Hi軋機(jī)、多輥型CR軋機(jī)、KT軋機(jī)、軋輥本身具有可變凸度型的VC軋輥、TP軋輥、NIPCO軋輥，還有采用在線磨削的軋輥磨床(ORC)等，這些新型裝備為世界軋制設(shè)備的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。另外，還研究開發(fā)了采用1機(jī)架多道次軋制技術(shù)的各種軋機(jī)，但其應(yīng)用僅限于特殊材的軋制。
3 板材中心凸度部分和板材形狀的控制
板材軋制時(shí)的中心凸度部分和板材形狀的控制是對(duì)同一現(xiàn)象進(jìn)行控制的技術(shù)。由于前者的控制精度在數(shù)微米至數(shù)十微米就可以了，而后者的控制精度應(yīng)在0．1μm或小于0．1μm，因此被視為不同的技術(shù)。在對(duì)比較厚的鋼板進(jìn)行熱軋時(shí)要控制板材的中心凸度部分，冷軋時(shí)要將中心凸度部分比率保持一定，在考慮形狀后進(jìn)行薄壁化軋制。雖然這是常規(guī)操作法，但由于板材端部容易產(chǎn)生三維變形，因此開發(fā)了控制邊緣凸度的技術(shù)。例如，有采用立輥軋機(jī)減少邊緣損失的方法；在軋機(jī)上下輥之間使圓盤狀水平輥向板的兩邊擠壓，一面約束寬度一面進(jìn)行軋制的方法；還有采用帶有錐度工作輥的軋機(jī)和交叉輥軋機(jī)進(jìn)行軋制的方法。因此，可以預(yù)計(jì)今后仍將積極利用三維變形的技術(shù)來控制板材中心凸度部分。
在形狀控制方面對(duì)板厚(軋輥間隙形狀)控制的精度要求非常嚴(yán)，這是因?yàn)橹灰刂凭扔幸稽c(diǎn)點(diǎn)的偏差，板材就會(huì)出現(xiàn)板厚偏差很大的形狀缺陷。陡度在0．5％以下，就可以視為形狀良好，延伸率偏差為6．2×10－5(6．2Iunit)，1mm板厚的壓下量偏差為0．06μm。因此，實(shí)現(xiàn)高精度軋制當(dāng)然離不開軋輥的局部矯直和材料的橫向移動(dòng)所產(chǎn)生張力的緩和穩(wěn)定作用，但在軋制過程中使軋輥間隙形狀和板材的中心凸度部分一致是控制形狀的基礎(chǔ)。軋輥撓曲、熱凸度、母材形狀、機(jī)械試驗(yàn)值的偏差和軋輥磨耗等會(huì)對(duì)軋輥間隙形狀和板材中心凸度部分產(chǎn)生影響。為精確控制形狀，必須對(duì)從低次函數(shù)到高次函數(shù)這一大范圍內(nèi)的形狀偏差進(jìn)行修正，因此將新型軋機(jī)的形狀控制傳動(dòng)裝置進(jìn)行組合，采用多變量控制理論等復(fù)雜而又精密的控制方法進(jìn)行形狀控制的趨勢(shì)將進(jìn)一步增大。
4 板厚控制
隨著鋼板加工自動(dòng)化程度的提高，為排除加工過程中的故障，用戶對(duì)鋼板制品的板厚精度要求越來越高。將支撐輥的油膜軸承替換為滾柱軸承，采用高性能油壓壓下裝置消除和控制軋輥偏心已取得很大的發(fā)展。作為軋機(jī)用傳動(dòng)裝置，所有AC傳動(dòng)裝置都形成了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化控制。AC傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn)是，在結(jié)構(gòu)上已完全采用電刷、單機(jī)容量增大，在性能方面已達(dá)到高精度、高應(yīng)答化、可變速度范圍擴(kuò)大。
在以往的板厚控制裝置中有自動(dòng)測(cè)量調(diào)整裝置(AGC)、監(jiān)視AGC、FFAGC和游標(biāo)尺AGC。在最新的串列式軋機(jī)中，在此基礎(chǔ)上還開發(fā)了軋機(jī)速度數(shù)字化控制、軋輥偏心控制、機(jī)架間的無干擾控制和在線板厚變化控制等技術(shù)。尤其是為使連續(xù)式軋機(jī)能在不停機(jī)的情況下對(duì)軋機(jī)入口側(cè)依次焊接的鋼種、板厚、板寬不同的材料進(jìn)行連續(xù)軋制，因此通過抑制張力過度變化，協(xié)調(diào)地改變各機(jī)架的軋輥位置、軋制速度等在線板厚變化控制技術(shù)是很重要的。由此可大幅度減少板材穿過軋機(jī)和切頭切尾落料造成的軋輥損傷和板材等外品，同時(shí)提高對(duì)小批量訂貨的適應(yīng)能力。另外，它也是緊湊式軋機(jī)實(shí)施無頭軋制所不可缺少的技術(shù)。
5 平面形狀和板寬控制
在厚板和熱軋鋼板生產(chǎn)工藝中，板寬澆注技術(shù)在20世紀(jì)80年代就已確立其基本技術(shù)。在厚板生產(chǎn)方面有大幅度提高合格率的平面形狀控制新技術(shù)MAS(MizushimaAutomaticPlanViewPatternControlSystem)軋制法和附設(shè)的接近水平軋機(jī)的立輥軋機(jī)設(shè)備。MAS軋制就是對(duì)各種鋼板在軋制終了后的平面形狀控制變化量進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)的變化量，給出軋制過程中板坯厚度形狀，最終將平面形狀變成矩形的方法。熱軋時(shí)實(shí)現(xiàn)將連鑄機(jī)和軋機(jī)有效直接連接的板坯寬度定徑技術(shù)、大幅度提高熱軋鋼板寬度精度的熱軋板寬度控制技術(shù)、精軋時(shí)利用機(jī)架間的立軋機(jī)和張力控制來提高尺寸精度的技術(shù)、尤其是采用冷軋TCM和冷軋工藝線的板寬控制技術(shù)等都是日本開發(fā)的領(lǐng)先于世界水平的獨(dú)有技術(shù)。（未完待續(xù)）
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